Co je základní deska? Jaké jsou různé součásti základní desky?

Základní deska funguje jako platforma pro navazování spojení mezi různými komponentami, které jsou nutné pro bezproblémový chod našeho počítače. Jedná se o desku plošných spojů (PCB), ve které jsou umístěny všechny komponenty základní desky, buď pájené, nebo diskrétně připojené přes rozšiřující sloty. Jinými slovy, základní deska může být také definována jako základní stavební kámen počítače.

Jak možná víte, standardní notebook nebo stolní počítač se skládá z různých věcí, jako je CPU, monitor, klávesnice, myš a mnoho dalšího. Všechny tyto komponenty spolu komunikují prostřednictvím společného hardwaru známého jako základní deska nebo jednoduše mobo. Většina uživatelů nemá moc představu o zeleně zbarvené věci umístěné uvnitř jejich stroje. Otázka: „Co je to základní deska?“ zní zvědavě pro uši.

Za ta léta jsem se vyvinul z naivního uživatele počítače k ​​tomu, kdo ví něco o elektronických zařízeních, která nám usnadňují život. Pokusím se rozvinout znalosti, které jsem získal o tom, co je základní deska a jaké jsou komponenty základní desky? Pojďme se tedy ponořit do světa základních desek.

Co je základní deska?

Základní deska je v podstatě deska s plošnými spoji (PCB) používaná k připojení různých částí počítače, jako je centrální procesorová jednotka, paměť, pevný disk, tiskárna, myš, klávesnice, grafická karta a další periferie prostřednictvím fyzických slotů a konektorů rozhraní. Pokud jste někdy svůj stroj otevřeli, možná jste pozorovali různé linie, které jdou různými směry. Tyto linky tvoří obvod používaný k umožnění komunikace mezi různými hardwarovými zařízeními připojenými k základní desce - elektrickými signály nesoucími data nebo informace procházejí těmito linkami. Tok proudu v desce s plošnými spoji je podobný normálnímu obvodu, avšak s menším napětím. Výhodou je, že jej lze umístit na méně prostoru než konvenční.

Historie základní desky

Vývoj základních desek byl paralelně poháněn příchodem mikroprocesorů - vašeho běžného čipu CPU, jako jsou počítačové stroje Intel Core i5-in. Před mikroprocesory byly v počítačích umístěny více desek plošných spojů, které byly navzájem propojeny přes základní desku. Backplane je paralelní uspořádání elektrických konektorů, každý z nich je zarovnán s druhým tak, že každý pin z konektoru je spojen s relativním pinem druhého. Tato propojovací deska byla použita k propojení více desek plošných spojů dohromady. Komponenty jako centrální procesorová jednotka (CPU), paměť a další periferní zařízení byly připojeny k různým PCB a poté kombinovány pomocí základní desky.

V průběhu doby, kdy mikroprocesory vznikly, se tyto základní desky staly minulostí a různé komponenty byly integrovány přímo do jedné desky s plošnými spoji. Jediný PCB, nazývaný jako Základní deska, byl tedy vyžadován pouze pro počítač.

V 80. letech 20. století společnosti jako Apple a IBM zveřejnily dokumentaci a plány svých základních desek. To mělo umožnit výrobu náhradních základních desek pro jejich oblíbené počítače, jako jsou Apple II a IBM PC. Základní desky se začaly stávat konsolidovanějšími, ale zároveň složitějšími. Koncem 80. let začaly na základní desce existovat čipy Super I / O (single IC), které umožňovaly podporu nízkorychlostních periferií, jako jsou myš, klávesnice, disketová mechanika atd..

Jak se hodiny začaly blížit miléniovému roku, byla u komponentů jako video, úložiště, audio a síťové adaptéry jejich vložením do základní desky odstraněna potřeba rozšiřujících slotů. V současné době se základní desky posunuly do fáze, kdy lze po výrobě základní desky provést téměř zanedbatelné změny. Velikost základní desky se za posledních několik desetiletí drasticky zmenšila a může se dále zmenšovat.

Jak velká je základní deska?

Obrázek: electricalacademia.com

V závislosti na tvarovém faktoru mohou mít základní desky různé tvary a velikosti. Obecně jsou všechny typy základních desek navrženy podle předdefinovaných specifikací, které vytvářejí podobnost mezi základními deskami vyráběnými různými společnostmi. Velikost se však může v malé míře u jednotlivých značek lišit.

ATX, vyvinutý společností Intel, je nejpoužívanější specifikací konfigurace pro základní desky stolních počítačů, kterou implementují téměř všichni významní výrobci.

MiniPC je specifikace form factor uvedená pro malé počítače, jako jsou Apple Mac Mini a Intel NUC. Tyto stroje se používají pro základní výpočetní potřeby, jako je surfování po webu, zpracování textu, přehrávání videa atd. Pokrok v technologii však tyto stroje učinil více než zařízením pro surfování po internetu.

Přečtěte si také: Co je DNS (Domain Name System) a jak to funguje?

Co je uvnitř základní desky?

• Paměťové sloty
• Patice CPU
• Chipset
• Generátor hodin
• Sloty pro rozšiřující karty
• Konektory úložiště
• Napájecí konektory
• Chladič / chladicí systém

Poté, co se podíváte na to, jak se základní desky v průběhu let vyvinuly, promluvte si podrobně o některých částech základní desky.

Paměťové sloty

Jedná se o dlouhé sloty připojené k základní desce pro instalaci čipů DIMM do počítače. DIMM znamená Dual Inline Memory Module, který se skládá z integrovaných obvodů DRAM. Paměť DRAM (Dynamic Random Access Memory) je energeticky nezávislá paměť, která ukládá data a soubory prováděné CPU. Existuje mnoho variant DRAM, jako jsou DDR, DDR2, DDR3, DDR4 a nověji DDR5.

Většinou jsou sloty RAM navrženy tak, že paměťový čip můžete vložit pouze v jedné konkrétní orientaci. 

Pro srovnání, dřívější stroje mezi 80. a koncem 90. let používaly paměťové moduly typu SIMM (Single Inline Memory Module).

Zásuvky

Možná jste už slyšeli výrazy jako LGA 1150 nebo AM3 +. Získání správného typu patice pro procesor je běžným dilematem, kterému čelíme, když sestavujeme počítač, například stolní počítač. Co přesně je to zásuvka? Patice je místo, kde sedí mikroprocesor nebo CPU na základní desce. Vzhledem k zásuvce nemusí být mikroprocesor připájen k základní desce. Můžeme jej kdykoli podle naší vůle odstranit.

Běžně používané typy zásuvek jsou:

LGA (Land Grid Array) - V tomto případě jsou kolíky na soketu.

PGA (Pin Grid Array) - V tomto jsou piny přítomny na čipu CPU.

ZIF (Nulová síla vložení) - Přitom se při vkládání čipu CPU uvolní kontakty na patici uvolněním páky. CPU se tak snadno instaluje.

Patice typu LGA používá hlavně Intel, zatímco AMD používá patice typu PGA-ZIF. Vezměme si příklad Intel; vyrábějí mnoho variant zásuvek. Rozdíl spočívá v uspořádání kolíků. Proto musíme být při rozhodování o typu CPU a socketu velmi opatrní.

Kromě toho se základní desky v závislosti na modelu dodávají s více než jednou paticí CPU pro stroje, které vyžadují větší výpočetní výkon.

Chipset

Jedná se o IC přítomný na základní desce, který je zodpovědný za vytvoření komunikačního kanálu mezi CPU a různými komponenty, jako je paměť, a periferními zařízeními připojenými k základní desce. Bez čipové sady nebudou všechny různé části schopny mluvit s centrální procesorovou jednotkou, což bude mít přímý vliv na výkon počítače. Čipová sada se skládá ze dvou částí:

Severní most který je přímo připojen k CPU přes sběrnici přední strany (FSB). Využívá řadič paměti ke kontaktu s čipem RAM pro přenos dat mezi CPU a RAM. Kromě toho také navazuje komunikaci se sběrnicí PCI Express.

Southbridge odkazy na USB porty, SATA rozhraní. Neodpovídá přímo CPU a všechny informace musí projít severním mostem, než se dostanou k CPU.

Generátor hodin

Základní operací generátoru hodin je synchronizace operací různých komponent základní desky. Generuje hodinový signál, který skáče mezi vysokými a nízkými frekvencemi, čímž vytváří metronom pro koordinaci akcí. Nebudu vám skákat do hloubky, abych vám řekl technické podrobnosti.

Sloty pro rozšiřující karty

Možná znáte termín PCI (Peripheral Component Interconnect). Používá se k instalaci dalších komponent, jako jsou bezdrátové adaptéry, grafické karty atd. PCI je rozšiřující sběrnice, která se používá k přenosu dat mezi počítačem (tj. CPU a RAM) a připojenými periferními zařízeními.

Sběrnici lze rozumět cestu, kterou data procházejí. Termín označuje jak software, tak hardware potřebný k přenosu dat. Autobus má dvě části, adresní sběrnice, který předává informace o tom, kam by měla data směřovat, a datová sběrnice který nese aktuální data, která mají být přenesena.

Moderní základní desky obsahují sloty PCIe (PCI Express), které jsou upgradem oproti běžným standardům rozšiřujících sběrnic PCI a PCI-X.

Konektory úložiště

Základní desky jsou vybaveny konektory pro připojení úložných zařízení, jako jsou magnetické pevné disky, optické jednotky a disky SSD. Tato zařízení fungují prostřednictvím rozhraní známého jako SATA. SATA nebo Serial ATA je také počítačová sběrnice, která umožňuje připojení mezi úložným médiem a počítačem prostřednictvím adaptérů hostitelské sběrnice přítomných na základní desce.

Existují různé verze SATA, jmenovitě SATA 3.2, mSATA, eSATA atd., Které se používají v závislosti na konfiguraci zařízení. Například mSATA nebo mini-SATA se používá pro SSD a pevné disky nainstalované v noteboocích.

Napájecí konektory

Počítače mají hlavní napájecí jednotku, ale není možné dodávat energii do všech komponent přímo z ní. Proto se napájecí konektory používají k distribuci energie z hlavního zdroje do různých komponent, jako je RAM, CPU, čipová sada a rozšiřující karty.

Některé moderní rozšiřující karty, jako jsou grafické karty vyšší třídy, vyžadují více energie, což nelze zajistit pomocí hlavních napájecích konektorů počítače. Tyto grafické karty tedy přicházejí s vlastními napájecími konektory, aby získaly správné množství elektrické energie.

Základní desky mají také Flash ROM, což je energeticky nezávislý paměťový čip používaný k ukládání systému BIOS systému. Kromě toho na základní desce existují další komponenty, jako je USB (Universal Service Bus), řadiče disků, řadiče ethernet atd. Moderní základní desky mají také integrované grafické čipy (například Intel HD Graphics) a zvukové karty, které jsou na nich přímo pájeny. Interní grafické karty jsou schopny zpracovat základní grafické zpracování zařízení a poskytovat video výstup přes porty VGA a HDMI.

Chladič nebo chladicí systém

Možná jste slyšeli o smažení základních desek kvůli vysokým provozním teplotám. Nesprávné teploty v případě základních desek mohou v průběhu času vést ke snížení výkonu a snížení střední délky života. Proto byla navržena různá zařízení, jako je chladič a chladicí ventilátory, které snižují teplotu, když je teplo generováno součástmi základní desky.

Zatímco většina počítačů je chlazena vzduchem, můžete také přidat moderní kapalné chladicí systémy, které snesou více tepla při používání aplikací a videoher náročných na energii.

To je tedy vše, co vím o základních deskách. Pokud jsem nezahrnul některé hlavní body, dejte mi prosím vědět v sekci komentáře níže.

Přečtěte si také: Jak zkontrolovat teplotu CPU? 5 užitečných způsobů řešení problémů s přehřátím procesoru

Často kladené otázky

Nyní byste mohli být dost zvědaví, abyste věděli, která základní deska je nainstalována ve vašem počítači. Existuje několik způsobů, jak toho dosáhnout, ale nejjednodušší je použití nástroje Systémové informace ve Windows 10 (nebo starších verzích). Za tímto účelem otevřete nabídku Start> zadejte Systémové informace. V okně Systémové informace vyberte v levém podokně Souhrn systému. Zde najdete základní desku označenou jako „Výrobce systému“ a „Model systému“.
 

Ideální provozní teplota pro základní desky (nebo PC) je kolem 45 až 50 stupňů Celsia, ale může stoupat při hraní her nebo používání těžkých aplikací. Váš počítač s vámi nebude spokojený, pokud jej nevybavíte vhodným chladicím systémem, který zvýší teplotu nad nepřijatelné limity.